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陆龙卷和水龙卷

时间:2023-02-09 归属:大环境地理学
  陆龙卷
  龙卷风是报纸上常见的名词。因为它在陆面上出现,应该译为陆 龙卷。这是直径短而且历时不久的强烈风暴。这是旋风型风暴,通常发生在 积雨云下方。风暴中心气压极低,可以形成漏斗状云,向下方伸展。如果触 及地面,树木、房屋、车辆、作物可受到严重破坏。美国陆龙卷出现最多的 地区叫做“陆龙卷区”,其地包括密西西比河中游和上游。出现次数最多的 一州是俄克拉何马州,每年由 4 月到 10 月是陆龙卷出现最频繁的季节。出现 的时刻通常由下午 3 点到 8 点,午后如出现高温,并有积雨云,即须戒备, 因为陆龙卷极可怕。兹举例如下。 1987 年 5 月 22 日下午 8 点,美国得克萨斯州西南角,位于佩科斯市以 南 43 公里处,有一小镇叫做萨拉戈萨,竟遇上一股杀人很多的陆龙卷。镇在 山坡下方,周围是牧场,有居民 200 多。午后炎热,天气预报已提出警告, 将出现陆龙卷风。可是镇内无警报器,居民不知。 镇内有一座大会堂。那日下午 8 点整,会堂内举行幼稚教育毕业典礼。 幼稚儿童年龄由 3 岁到 4 岁,参加的男女老幼约有百人。典礼开始,儿童站 在台上唱歌。这时候,陆龙卷突然出现。窗门为狂风吹走,大会堂屋顶也飞 走了,户外汽车翻转。父母急忙上台把儿童抱下来,紧紧拥抱他们的孩子伏 在桌面下。这时有的孩子已为狂风带走,不知去向。不多时,风暴停止。镇 内房屋有 80%被扫平,死者达 29 人,其中有 6 名是儿童,受伤的有 121 人。 附近牧场内乳牛一一死亡。 笔者的经验,如果下午很热,有积雨云蔽空,可能有雷雨,也可能夹杂 陆龙卷。所谓雷雨,是地面上暖气流上升,空中冷气流下降,因对流而产生 雷雨。所谓陆龙卷,是由高纬度内冷而干的空气,流向低纬度;同时低纬度 内暖而湿的空气,流向高纬度。两股性质截然不同的气流,中途相遇,又在 空中交换热量,交换水汽,扭成一团,出现高空积雨云层。这是陆龙卷型积 雨云,与由暖地面上升而形成的积雨云大不相同。 由暖地面上升的暖气流,与由高空下降的干冷气流连接处,产生一个垂 直的锋面(frontal surface,不连续面)。
  这锋面不易扩大,不可能含有巨 大的“低气压泡”,因此,这样的积雨云只可发生雷雨,不可能有陆龙卷, 相当的安全。 出现陆龙卷的积雨云,必须是低纬度暖湿气流与高纬度干冷气流在途中 相遇而形成。这两股不同性质的气流在空中略似水平方向相遇,互相叠置。 上层是暖湿气团,下层是干冷气团。两气团之间的锋面互相冲突,出现气旋, 空气旋转,其中心是低气压,我叫它作“低气压泡”。这低气压泡周围的空 气有回转运动,才成为积雨云层内气旋。这气旋发生在空中,不在地面上。 如果这积雨云层很厚,这气旋式低气压继续发展,可从积雨云层下部向下突 破。这时候,积雨云层底部可能出现一个或多个半圆球状的“短漏斗”。如 果继续向下发展即可伸长,叫做“长漏斗”。漏斗内部是低气压,接近真空; 这漏斗以上就是积雨云层以内气旋式空泡。由急剧回转的气流合围而成。这 个泡内接近真空,具有强大的吸引力。但是如果这个空泡有破缝,立即消失, “短漏斗”也必然全部跟着消失。如果这个空泡继续旋转,空泡的体积必然 加大,下面的“短漏斗”势必加长而形成“长漏斗”。漏斗愈长也愈细,类 似蛇尾,俗名龙尾。如果这长漏斗末端触地,立即出现灾难。这漏斗的作用 类似“吸管”或室内使用的“吸尘器”,它具有强大的吸力,大树可以拔起, 房屋可以倒塌,人也可以被吸上天空。如果被吸入漏斗管内,危险最大,因 为管内有闪电。地面房屋倒塌,由于大气的压力。凡漏斗管口所经过的地面, 气压极低。漏斗管移开以后,大气立即进入,具有排山倒海的力量,砖墙瓦 屋均难幸免。 漏斗管与积雨云连接处是一朵对着地面半圆球形的云。这就是积雨云层 内急剧回转低气压泡的底部,风速猛烈。据说,有人测过这云状漏斗管下端 近地之处风速每小时可超过 500 公里。漏斗管内气压接近真空,这漏斗管上 段的管壁风速更大,每小时可达 1000 公里。这低气压泡下通漏斗管,上面不 是密封的,没有上盖。气流的方向为反时针方向(在北半球),因为空气绕 着低气压中心前进一律向右偏。高空积雨云层内低气压泡,由于气流回转, 不可能有上盖。因此,这个低气压泡不可能很大,近似柱状。
  下起漏斗管, 通过积雨云层直到高空无云的大气层。因为高度愈大,气压愈低,对于低气 压泡的存在并无任何影响。至于可以破裂这低气压泡的风是积雨云层内的干 冷气流。如果这干冷空气能挤进这低气压泡,下面的长漏斗管会立即消失, 这是因为这干冷空气的密度特大,可以立即增加泡内气压,上面低气压泡一 破,下面长漏斗管同时消灭。高空积雨云层很厚,有时可以升到对流顶以上。 低纬度暖湿气团与高纬度干冷气团彼此相遇,是大尺度的,水平相当的长, 上下也相当厚,接触以后,干冷的空气把暖湿的空气抬高,相当紊乱,不难 想象。由回转而形成的低气压泡可能多至无数个,必须能够由云层底部向下 发展,一直伸到云底以下,且能形成漏斗状的,才有希望发展为龙卷风。1980 年 4 月 4 日突然出现 14 个陆龙卷,分别袭击美国中部 12 个州(威斯康星州、 密苏里州、密歇根州、伊利诺伊州、阿肯色州、俄克拉何马州、密西西比州、 印第安纳州、田纳西州、堪萨斯州、俄亥俄州、得克萨斯州)。事先均未能 发布天气预报,只是在陆龙卷出现并酿成灾害后,编写报告而已。美国年年 研究,直到现在也不能准确预报。预报台风或预报天气好坏比较容易着手, 预报陆龙卷目前还不可能。因为陆龙卷来自积雨云层内低气压泡,这泡扩大 才可出现漏斗。这个过程历时很短。等到望见短漏斗出现,不久就化为长漏 斗;这长漏斗触地面以后,立即酿成灾害。这灾害的大小与漏斗管的粗细大 有关系,管口直径只有数米长,灾害较轻;超过 10 米,灾害就严重。漏斗大 小又与云层内空泡的大小有关。
  下面引的是依据密歇根大学盖兹教授所著《气 候学》内一段记实,记述一名叫威尔·凯勒的农夫所亲眼见的管内景象: “到了最后的一刹那,那个由乌云扭成的一条毛茸茸的漏斗型风管下 部,终于来到了他的头顶上。所谓毛茸茸的风管,是由尘土和云气被回转的 疾风抽扭而成,有些象绳索、细丝和毛发等织成的暗黑色长筒。这时候,他 的头已进入漏斗管的管口。管内气压极低,呼吸困难,嗅到一股臭味(可能 管内有臭氧)。由于气压低,空气稀薄,管内一片静寂。管外有嘶嘶声响, 极为尖锐,使人恐怖。睁开眼睛向上一望,不由得大吃一惊。这一下子他居 然望见龙卷风的心脏。这漏斗管下段细上段粗,管口直径约有 15 米,上段可 能有 30 米,好象一条走廊似的,由地面斜着进入上空。管内耀眼的亮,因为 管壁上全是闪电,光亮可怕。组成管壁的风带着云雾作反时针方向流动,且 由上而下。管内空气由下而上,飘扬起来的物体上升不快。风管管口摩擦地 面处出现许多破口,风速极大,吸引力极强,此生彼灭。前文所述的嘶嘶之 声完全来自这些破口。风管管口向前移速度不大,且非直进,而是曲折拐弯, 主要方向大致趋向东北。此风管离开他后,又去破坏附近另一住宅和一座谷 仓,并把它夷平。这些是农人伊凡的家产。伊凡全家人员一同去农田,看已 被冰雹所摧毁的作物。他望见龙卷风已出现,急忙往家跑,希望回到家中躲 在地下室内。没想到刚走到中途,龙卷风已到,他们全家在一座土崖前卧倒, 趴在地面上,用手紧紧揪住土崖前生长的小李树,以防自己的身体被风暴带 走。他的长女 17 岁,也趴在地面,但在距土崖稍远一点的地方。说时迟,来 时快,龙卷风已到他们的身前,把他们全家人个个吹起,这时他们更拼命死 死揪住树枝,两腿与身体都离开地面悬在空中,就象蜻蜒点水。当龙卷风在 破坏他们住宅时,伊凡两眼看得很清楚,但也无能为力。先把屋顶拔起,再 吸起屋顶下方的家具,包括炉杜及餐具,一齐飞到他们的头上方,乱舞一番, 然后抛落地面。风暴离开后,他们全家人员平安,无一受伤。他的长女距土 崖较远,龙卷风把她的上衣全都剥光,她竟完全不知。” 笔者观察由于垂直对流而发生的积雨云,只能出现雷雨。这大块乌云停 立空中,不会转动,其上端可能侵入平流层,呈现砧状云。由于水平对流在 空中出现的积雨云不是静止的云块,它有盘旋的形象,这是最可怕的积雨云, 最好躲避它。 美国最凶狠的陆龙卷大多出现于 4 月下旬或 5 月上旬,这时候上空暖湿 气团与干冷气团冲突激烈。有人说,陆龙卷不会进入市区,这句话不可信。 陆龙卷的威力来自云层内低气压泡,漏斗管可以进入郊区。由于市区中心气 温较高,有上升气流,可改变空中云层的移动方向和位置。为躲避陆龙卷, 通常进入地下室;但如遇大管口的陆龙卷,普通地下室也不安全。 水龙卷 在海面上出现的龙卷风,叫做水龙卷。在海面可兴起一股水柱, 高达数米或数十米,这也是空中积雨云内低气压泡的作用。 1984 年 6 月 26 日下午 2 点半,香港西南方海面受旋风而出现了水龙 卷。旋风卷起灰白色水柱,上连漏斗状浓云,云层都有旋转,下接海水,直 达海面。水柱最初是直立的,不久就弯曲。水柱下端四周海水急剧旋转,并 激起灰白色浪花。10 分钟后,水柱逐渐变得下窄上宽,呈长漏斗形,最后逐 渐变小而消失。一位在钢线湾钓鱼的人看得很清楚,他说水龙卷出现后天气 很闷热,不见雨点,只见云下有闪电,并听到断断续续的闷雷声响,约 10 分钟后才消失。长洲、南丫岛、华富邨、钢线湾等地的居民也都见到这次水 龙卷。香港近 20 年内,每年可有一次或两次水龙卷出现。据说,水龙卷在西 沙群岛出现较多。
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